TCP和UDP並實現socket的簡單通訊

阿新 • • 發佈：2018-11-04

http://www.cnblogs.com/IPrograming/archive/2012/10/15/CSharp_Socket_4.html

http://www.cnblogs.com/dolphinX/p/3460545.html

一、TCP和UDP的區別和聯絡

1.五層協議體系結構和OSI七層的體系結構

2.五層協議體系結構

　　2.1應用層（超文字傳輸協議）（檔案傳輸）（遠端登入）（網路管理）（域名系統）HTTP/TFTP/TELNET/SNMP/DNS

　　　　如何通過應用程序間的互動來完成特定網路應用，是應用程序間的通訊和互動規則。

　　2.2運輸層

　　　　負責向兩臺主機之間提供通用的資料傳輸服務，應用層利用這一層的傳輸服務，傳輸應用層的報文。

　　2.3網路層（Internet協議）（控制資訊協議）（地址/反地址解析協議）IP/ICMP/ARP/RARP

　　　　負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務。把運輸層產生的報文段和使用者資料報，封裝成分組和包的形式進行傳送。

　　　　另外，使源主機運輸層所傳下來的分組，能夠通過網路中路由器找到合適的分組。

　　2.4資料鏈路層

　　　　鏈路是指節點間的連線，它主要把網路層交下來的分組和包或者是IP資料報封裝成幀，在節點之間進行傳播。

　　2.5物理層

　　　　提供物理媒體，傳輸bit流。

3.運輸層中的UDP和TCP和Socket

　　3.1TCP

　　　　①三次握手

　　　　1.主機A通過向主機B傳送一個含有同步序列號的標誌位的資料段給主機B，向主機B請求簡歷連線，通過這個資料段，

主機A告訴主機B兩件事：我要和你通訊；你可以用哪個序列號作為起始資料段來回應我。

　　　　2.主機B收到主機A的請求後，有一個帶有去人應答（ACK）和同步序列號（SYN）標誌

位的資料段響應主機A，也告訴主機A兩件事：我已經收到你的請求了，你可以傳輸資料了；你要用哪個序列號作為起始資料段來回應我

　　　　3.主機A收到這個資料段後，再發送一個確認應答，確認已收到主機B的資料段；並開始傳輸實際資料。

　　　　②三次握手的特點

　　　　沒有應用層的資料，SYN這個標誌位只有在TCP建立連線時才會被置1，握手完成後SYN標誌位被職位0；

　　　　③四次揮手

　　　　1.當主機A完成資料傳輸後，將控制位FIN置1，提出停止TCP連線請求

　　　　2.主機B收到FIN後對其作出響應，確認這一方向的TCP連線將關閉，將ACK置1

　　　　3.由B端在提出反方向的關閉請求，將FIN置1（關閉A端，否則處於半關閉狀態）

　　　　4.主機A對主機B的請求進行確認，將ACK置1，雙方向的連線關閉。

　　　　④刷一波，這些標識們

　　　　名詞解釋
　　　　ACK  TCP報頭的控制位之一,對資料進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴傳送端這個序列號之前的資料段
　　都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時　　會要求重傳資料,保證資料的完整性.
　　　　SYN  同步序列號,TCP建立連線時將這個位置1
　　　　FIN  傳送端完成傳送任務位,當TCP完成資料傳輸需要斷開時,提出斷開連線的一方將這位置1
　　　　TCP的包頭結構：
　　源埠 16位
　　目標埠 16位
　　序列號 32位
　　迴應序號 32位
　　TCP頭長度 4位
　　reserved 6位
　　控制程式碼 6位
　　視窗大小 16位
　　偏移量 16位
　　校驗和 16位
　　選項  32位(可選)
　　這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20位元組。

訊息確認（Message Acknowledgement）：當接收端TCP成功接收到TCP報文段之後，會在一個短暫的時間間隔內（並不是在成功接收到報文的那一刻），向傳送端傳送一個表明該報文段已經被成功接收確認訊息（Acknowledgement）；
超時重傳：發送端具有一個儲存報文段的緩衝區（Buffer），我們一般稱為傳送端視窗（Sender Window），用於存放已經發送但是尚未接受到確認的報文段。如果接收到確認，會將相應的報文段從傳送端視窗中移除。如果在一定的超時時限內沒有接收到確認訊息，會認為相應的報文段傳送失敗，此時傳送端TCP會從傳送端視窗中提取相應的報文段進行重新發送。

　　3.2UDP

（1） UDP是一個非連線的協議，傳輸資料之前源端和終端不建立連線，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程式的資料，並儘可能快地把它扔到網路上。在傳送端，UDP傳送資料的速度僅僅是受應用程式生成資料的速度、計算機的能力和傳輸頻寬的限制；在接收端，UDP把每個訊息段放在佇列中，應用程式每次從佇列中讀一個訊息段。
（2）由於傳輸資料不建立連線，因此也就不需要維護連線狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的訊息。
（3） UDP資訊包的標題很短，只有8個位元組，相對於TCP的20個位元組資訊包的額外開銷很小。
（4）吞吐量不受擁擠控制演算法的調節，只受應用軟體生成資料的速率、傳輸頻寬、源端和終端主機效能的限制。
（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連結狀態表（這裡面有許多引數）。
（6）UDP是面向報文的。傳送方的UDP對應用程式交下來的報文，在新增首部後就向下交付給IP層。既不拆分，也不合並，而是保留這些報文的邊界，因此，應用程式需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通訊是否正常，其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP資料包，然後對方主機確認收到資料包，如果資料包是否到達的訊息及時反饋回來，那麼網路就是通的。
UDP的包頭結構：
源埠 16位
目的埠 16位
長度 16位
校驗和 16位

　　UDP，並不嘗試對IP層產生的錯誤進行修復，它僅僅簡單的擴充套件了IP協議“盡力而為best effort"的資料報服務，使得資料能在應用程式之間工作，而不是在主機之間工作。因此，使用了UDP協議的應用程式必須為處理報文丟失，順序混亂等問題做好準備。

　　UDP協議會用自己的分組結構封裝使用者訊息，它只增加了4個欄位：源埠、目標埠、分組長度和校驗和。這樣，當IP把分組送達目標主機時，該主機能夠拆開UDP分組，根據目標埠找到目標應用程式，然後再把訊息傳送過去。說到底，UDP僅僅是在IP層之上通過嵌入應用程式的源埠和目標埠，提供了一個“應用程式多路複用”機制。明白了這一點，就可以總結一下UDP的無服務是怎麼回事了。

　　3.3UDP和TCP的區別

　　①基於連線與無連線（是指傳輸資料之前）

　　②對系統資源的要求（TCP較多，UDP較少）

　　③UDP程式結構較簡單，首部開銷只有8個位元組，而TCP有20個位元組。

　　④流模式與資料報模式，UDP沒有擁塞控制，UDP中當網路發生擁塞不會使源主機的速率降低，

多用於實時應用中，如IP電話，實時視訊會議等。

　　⑤TCP保證資料正確性，UDP可能丟包，TCP保證資料順序，UDP不保證。

　　⑥每一條TCP連線只能是點到點的；UDP支援一對一，一對多，多對一和多對多的互動通訊。

　　⑦TCP的邏輯通訊通道是全雙工的可靠通道，UDP則是不可靠通道。

　　⑧TCP多用於傳輸少量資料，UDP多用於傳輸少量資料

3.4Socket

　①　Socket：只是一個抽象層。用來表示程式已經加入到網路中。

　　http://www.cnblogs.com/lwzz/archive/2011/07/03/2096651.html

指一旦一個程式中有了一個Socket例項物件，那麼這個程式就被加到了網路中，可以和網路中的其他應用程式進行通訊。

現在來關注Socket是抽象層這段話。既然Socket是抽象的，那麼它肯定有很多不同具體的實現，比如說TCP

為基礎的TCPSocket和一UDP為基礎的UDPSocket。

　　②TCPSocket

　　1.用到了

　　執行緒工具類

View Code

　　服務端

import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args){
        //建立一個伺服器端的Socket，即ServerSocket，繫結需要監聽的埠
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            Socket socket = null;
            //記錄連線過伺服器端客戶端數量
            int count = 0;
            System.out.println("服務期即將啟動,等待客戶端的連線");
            while(true){//迴圈監聽新的客戶端的連線
                //呼叫accept（）方法監聽，等待客戶端的連線以獲取Socket例項
                socket = serverSocket.accept();
                //建立新執行緒
                Thread thread = new Thread(new ServerThread(socket));
                thread.start();
                count++;
                System.out.println("伺服器端被連線過的次數："+count);
                
                InetAddress address = socket.getInetAddress();
                System.out.println("當前客戶端IP為："+address.getHostAddress());
            }
            //伺服器端的連線不用關閉。
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　客戶端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;


public class Client1 {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            Socket socket = new Socket("localhost",8888);
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
            pw.write("使用者名稱:jinxueling;密碼：123");
            pw.flush();
            socket.shutdownOutput();
            
            InputStream is = socket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is,"UTF-8");
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            String data = null;
            while((data = br.readLine())!=null){
                System.out.println("我是客戶端，伺服器端響應的資料為："+data);
            }
              socket.close();
        }catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        } 
    }
}

③UDPSocket

　　執行緒工具類

package UDPSocket;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPThread implements Runnable{
    
    DatagramSocket socket = null;
    DatagramPacket packet = null;
    public UDPThread(DatagramSocket socket,DatagramPacket packet){
        this.socket = socket;
        this.packet = packet;
    }
    @Override
    public void run() {
        String info = null;
        InetAddress address = null;
        int port = 8800;
        byte[] data2 = null;
        DatagramPacket packet2 = null;
        try{
            //列印當前請求socket客戶端的請求資料和資訊。
            info = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
            System.out.println("我是伺服器，客戶端說："+info);
            //封裝資料包，響應給當前socket例項的客戶端
            address = packet.getAddress();
            port = packet.getPort();
            data2 = "我在響應你".getBytes();
            packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length,address,port);
            socket.send(packet2);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　服務端

package UDPSocket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try {
            //建立指定埠的DatagramSocket
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8800);
            //宣告資料報
            DatagramPacket packet = null;
            //宣告位元組陣列
            byte[] data = null;
            //伺服器響應的連線計數
            int count = 0;
            System.out.println("伺服器啟動，等待發送資料");
            //等待客戶端連線
            while(true){
                //初始化位元組陣列容量，指定接收的資料包的大小
                data = new byte[1024];
                //初始化資料包
                packet = new DatagramPacket(data,data.length);
                //等待接收來自服務端的資料包
                socket.receive(packet);
                //到達這一步，socket.receive方法停止阻塞了，說明有客戶端在請求了
                //給該客戶端建立一個獨立的執行緒，並根據接收到的包，給予響應。
                Thread thread = new Thread(new UDPThread(socket,packet));
                thread.start();
                count++;
                System.out.println("伺服器端被連線過的次數："+count);
                //列印當前的客戶端socket的ip
                InetAddress address = packet.getAddress();
                System.out.println("當前客戶端的IP為："+address.getHostAddress());
            }
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　客戶端

package UDPSocket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //定義伺服器的地址，埠號，資料
        InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 8800;
        byte[] data = "使用者名稱：admin；密碼：123".getBytes();
        //建立資料報
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data.length,address,port);
        //建立DatagramSocket，實現資料傳送和接收
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        //向伺服器傳送資料報
        socket.send(packet);
        
        //接收伺服器 響應資料
        byte[] data2 = new byte[1024];
        DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2,data2.length);
        socket.receive(packet2);
        String info = new String(data2,0,packet2.getLength());
        System.out.println("我是客戶端，伺服器說："+info);
        socket.close();
    }
}

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原文連結：https://www.cnblogs.com/jinb/p/6641976.html

TCP和UDP並實現socket的簡單通訊

轉載自：Jin_c

TCP和UDP並實現socket的簡單通訊

Linux socket編程示例（最簡單的TCP和UDP兩個例子）

linux下C/C++網路程式設計基本：socket實現tcp和udp的例子

計算機網絡（十三），Socket編程實現TCP和UDP

Java Socket(套接字)程式設計、TCP和UDP通訊過程詳解

初識Socket通信：基於TCP和UDP協議學習網絡編程

python網絡編程實現TCP和UDP連接

TCP和UDP的區別（Socket）

day27 網路通訊協議, tcp和udp, 緩衝區, subprocess

Java關於TCP和UDP的Socket程式設計方法

【Linux】UDP與TCP的對比並寫出TCP和UDP的服務端

TCP和UDP套接字程式設計（java實現）

TCP和UDP套接字編程（java實現）

客戶端與伺服器之間分別通過TCP和UDP進行通訊

基於TCP和UDP的Socket程式設計的步驟

Linux C語言的Socket程式設計例子（TCP和UDP）

(JAVA)基於Socket的TCP和UDP程式設計

php使用socket感悟--tcp和udp

u3d下的Tcp和Udp通訊的兩種寫法

Windows下C語言的Socket程式設計例子（TCP和UDP）

TCP和UDP並實現socket的簡單通訊

轉載自：Jin_c

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